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解讀工業(yè)4.0與智能制造的關系

2025China.cn   2017年07月17日

  自德國提出工業(yè)4.0概念以來,各國緊跟步伐,先進工業(yè)4.0與智能制造的關系密不可分,今天我們來了解下工業(yè)4.0和智能制造。

工業(yè)物聯(lián)網:淺析工業(yè)4.0與智能制造的關系

  【概念】

  工業(yè)4.0即是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命或革命性的生產方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統(tǒng)——信息物理系統(tǒng)相結合的手段,將制造也向智能化轉型。

  兩大主題:

  1.智能工廠:重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程,以及網絡分布式生產設施的實現(xiàn)。

  2.智能生產:主要涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產過程中的應用。

  

工業(yè)物聯(lián)網:淺析工業(yè)4.0與智能制造的關系

  【發(fā)展優(yōu)勢】

  在生產能力上,工業(yè)4.0將確保僅一次性生產,且產量很低時的獲利能力,確保工藝流程的靈活性和資源利用率。另一方面,工業(yè)4.0將使人的工作生涯更長,工作與生活更加平衡,高工資時產業(yè)仍有強大競爭力。

  【實現(xiàn)方式】

  主要是通過CPS(信息物理系統(tǒng)),總體掌控從消費需求到生產制造的所有過程,由此實現(xiàn)高效生產管理。

  【工業(yè)3.0與工業(yè)4.0的比較】

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  【工業(yè)4.0能實現(xiàn)什么】

  1.生產智能化

工業(yè)物聯(lián)網:淺析工業(yè)4.0與智能制造的關系

  2.設備智能化

  3.能源管理智能化

  

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  4.供應鏈管理智能化

  【智能制造】

  工業(yè)4.0是一個產業(yè)的技術轉型,是產業(yè)的變革。工業(yè)4.0提出的智能制造是面向產品全生命周期,實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術現(xiàn)代傳感技術、網絡技術、自動化技術以及人工智能的基礎上,通過感知、人機交互、決策、執(zhí)行和反饋,實現(xiàn)產品設計過程、制造過程和企業(yè)管理及服務的智能化,是信息技術與制造技術的深度融合與集成。

  本質:是基于“CPS”實現(xiàn)“智能共廠”

  核心:是動態(tài)配置的生產方式實現(xiàn)“柔性生產”

  關鍵:是信息技術應用實現(xiàn)生產力飛速發(fā)展

  【智能制造的構成】

  智能制造是可持續(xù)發(fā)展的制造模式,他借助計算機建模仿真和信息通信技術的巨大潛力,優(yōu)化產品的設計和制造過程,大幅度減少物質資源和能源的消耗以及各種廢棄物的產生,同時實現(xiàn)循環(huán)再用,減少排放,保護環(huán)境。

  基于工業(yè)4.0構思的智能工廠將由物理系統(tǒng)和虛擬的信息系統(tǒng)組成,稱之為物理信息生產系統(tǒng)(CPPS),是為未來制造業(yè)勾畫的藍圖,其框架結構如圖所示。

  

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  這種新的生產模式必將導致新的商業(yè)模式、管理模式、企業(yè)組織模式以及人才需求的巨大變化。

  首先是產品設計與生產的分離。工業(yè)4.0提出以通信和服務為基礎構建網絡化智能共產的設想,如圖所示。

  

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  從圖中可見,智能工廠的生產環(huán)境由智能產品、智能設備、宜人的工作環(huán)境、高素質的勞動者和智能能源供應組成,他們相互之間進行企業(yè)內的通信,包括生產數據采集、工況分析、制造決策等等。若干智能工廠通過中間件、云計算和服務連接成龐大的制造網絡,借助基于物流網的智能物流構建完整的制造體系。

  【智能工廠與物流的關系】

  智能工廠和物流之間的所有活動需要實時通信、交互和確認,即共同遵守規(guī)則環(huán)境,共同完成由底層下達的任務。建立這樣分散的、網絡化的智能共產體系需要一定的基礎,應具有以下5個要素條件:

  1.智能生產和產品,以先進的信息物理融合的設備生產高附加值的軟硬件結合的智能產品

  2.真實的企業(yè)環(huán)境,當前企業(yè)轉型升級的途徑和規(guī)劃

  3.宏觀和微觀經濟環(huán)境,主要是產業(yè)政策和市場需求

  4.人的因素,體現(xiàn)為新一代的管理人員、市場營銷人員、技術人員和工人

  5.技術因素,主要體現(xiàn)為網絡和通信基礎設施的安全性和可靠性,智能生產技術等。

  制造業(yè)已經進入大數據時代,智能制造需要高性能的計算機和網絡基礎設施,傳統(tǒng)的設備控制和信息處理方式已經不能滿足需要,基于計算機的云智造已經指日可待。

(轉載)

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